水稻机械直播(插秧)同步深施肥技术及配套机具

2023-02-17王盛春安龙哲

农机使用与维修 2023年2期

王盛春，孙涛，李宁，安龙哲

(黑龙江省农业机械工程科学研究院牡丹江分院，黑龙江牡丹江 157011)

0 引言

为了保持水稻正常生长并获得高产，除了采用中耕、除草、防病及灌水等技术，水稻施肥也是重要的技术措施之一，传统的水稻施肥方式为秋季或春季撒施基肥后，进行耕地及搅浆作业将所施肥料混拌到土壤中，后期再进行一些必要的追肥，该施肥方式不仅费工、费时，而且损失大，施入稻田的肥料并非全部都能被水稻吸收利用，其中一部分被土壤固定，一部分被淋溶挥发，对环境造成了很大的污染，而被水稻吸收利用的部分仅为30%～40%。据统计，黑龙江省每年水稻种植使用化肥150万t左右，肥料的有效利用量只有50～60万t，浪费巨大。目前，用于水稻生产的专用复合肥技术及产量都在逐步提升，为水稻机械直播(插秧)同步深施肥技术及配套机具的运用和推广提供了有力的技术支持和重要的物质保障。

水稻机械直播(插秧)同步深施肥技术是在水稻机械直播(插秧)的同时将化肥深施于稻田中，肥料经过缓释溶解，延长了肥效，提高了肥料的利用率。此技术的核心是在水稻机械直播(插秧)的同时使用深施肥装置(机)将化肥按农艺要求深施到水稻种子(秧苗)侧深部水田中，缓释溶解为水稻种子(秧苗)的生长持续供肥。

1 水稻机械直播同步深施肥技术及配套机具

1.1 水稻直播种植施肥技术

水稻直播种植模式是不经过育苗移栽直接将种子播种于大田的一种轻简栽培方式[1]。水稻直播种植模式可分为旱田直播和水田直播。旱田直播是在干燥的土壤中进行直播，播种时使用干稻种。水田直播是在淹水达到一定深度的田块中进行播种。

1.1.1 水田直播种植的施肥技术

1)基肥。将水稻生长期中全氮量的40%～50%，全磷量的100%和全钾量的60%～80%，作为基肥随整地或播种作业时一次性施入。基肥可进行定位深施(占总施肥量的65%～75%)。

2)追肥。水稻2.0～2.5叶龄期及时追施断乳肥，施肥量为全生育期全氮量的20%～30%；水稻4.5～5.0叶龄时追施分蘖肥，施肥量为全生育期全氮量的20%～30%；孕穗初期追施全氮量的10%和全钾量的20%～40%加速灌浆促早熟。

1.1.2 旱直播种植的施肥技术

1)基肥。将水稻生长期中全氮量的30%～40%，全磷量的100%和全钾量的60%～80%作为基肥，随整地或播种作业一次性施入。基肥可进行定位深施(占总施肥量的60%～70%)。

2)种肥。种肥在播种时随种子施入。施在距种子1～2 cm的位置，深度为2～3 cm，一般以施用氮肥为主，占氮肥用量的10%。

3)追肥。水稻4.5～5.0叶龄时应及时追施蘖肥，施肥量为全氮量的40%～50%，孕穗初期追施穗肥，施入全氮量的10%和全钾量的20%～30%，加速灌浆促早熟。

1.2 水稻机械直播同步深施肥配套机具

1.2.1 水田机械直播同步深施肥配套机具

从水田直播种植的施肥技术中可知，基肥可进行定位深施，占总施肥量的65%～75%。以黑龙江省农业机械工程科学研究院牡丹江分院研发的2BDF-10型同步施肥水稻水直播机为例介绍其主要结构、原理及特点。

1)主要结构。该机主要由牵引机架、传动总成、种(肥)箱、施肥总成、播种总成、开沟、覆泥装置、船板组合等组成(图1)。

1.船板组合；2.牵引机架；3.传动总成；4.种(肥)箱；5.施肥总成；6.播种总成；7.开沟、覆泥部件

2)主要技术参数。配套动力12.5 kW(四轮驱动插秧机底盘)，作业幅宽300 cm，播种行数10行，行距240 mm、360 mm(宽窄行)，穴距120～180 mm(可调)，排种(排肥)器形式为外槽轮式，播种沟深5～25 mm，施肥沟位于播种沟一侧50 mm，作业速度2～5 km·h-1。

3)工作原理。机组在经过整地、搅浆、耙平的水田中进行作业时，由船板上相邻垄台开沟器形成垄台，在垄台上由播种开沟器、施肥开沟器同步开出播种沟和施肥沟；播种沟深5～25 mm，施肥沟位于播种沟一侧30～50 mm处，沟深50 mm；传动总成将动力传递到施肥总成和播种总成，将基肥(颗粒状水稻专用复合肥)和种子分别施入肥沟和种沟内，经覆泥部件覆平沟槽后，即完成了施肥、播种作业。

4)机具的特点。农机农艺良好结合；改无序直播为有序直播；改水田泥面上撒播为开沟起垄条播；改人工撒施肥为机械深施肥；具有节本、增效、减少污染等优点。

1.2.2 水稻旱直播机同步深施肥配套机具

从水稻旱直播种植的施肥技术中可知，基肥可进行定位深施，占总施肥量的60%～70%。以罗锡文院士团队研发的2BDH-10型同步施肥水稻旱穴播机及黑龙江省农业科学院和黑龙江省农业机械工程科学研究院牡丹江分院合作研发的为2BPF-10机型配套的品字型组合分层开沟施肥装置为例介绍其主要结构、原理及特点。

1)主要结构。该机主要由机架焊合、地轮机构、深施肥箱及排肥装置、深施肥开沟器总成、浅施肥箱及排肥装置、侧浅施肥开沟器总成、平行四连杆仿形机构、双圆盘开沟器、排种装置、镇压轮及播种深度调节装置等组成(图2)。

1.机架焊合；2.地轮机构；3.深施肥箱及排肥装置；4.深施肥开沟器总成；5.浅施肥箱及排肥装置；6.侧浅施肥开沟器总成；7.平行四连杆仿形机构；8.双圆盘开沟器；9.排种装置；10.镇压轮及播种深度调节装置

2)主要技术参数。外形尺寸(长×宽×高)2 342 mm×2 482 mm×1 182 mm，配套动力36.8～58.8 kW，播种行数10行，行距200 mm，穴距100～240 mm(可调)，播种量186 kg·hm-2(每穴8～14粒可调)，深施肥行数5行，深施肥量60～300 kg·hm-2，侧浅施肥行数10行，侧浅施肥量35～80 kg·hm-2，作业速度0.31～0.46 km·h-1，作业效率0.41～0.54 hm2·h-1。

3)工作原理。如图3所示，机组在经过旱整地、旱平地后的水田进行作业时，机具的两个地轮驱动链传动系统，将动力传动到排肥和排种装置，呈品字型排布的一深二浅施肥开沟器，同时开出一个深沟和两个浅沟，排肥装置分别将基肥和种肥以条施方式施入到深沟和两个浅沟内，深沟中的基肥通过回流土覆盖，两个浅沟中的种肥由双圆盘开沟器开出的土覆盖，镇压轮将覆土压实。种沟由双圆盘开沟器开出；排种装置中的穴播式排种机构将稻种以穴播的方式播种到种沟内，穴距通过改变传动箱的传动比进行调节；镇压轮对稻种进行覆土压实；该机可一次作业完成水稻精量播种、施肥、覆土、镇压等复式作业。

1.土壤；2.浅施肥沟；3.播种沟；4.深施肥沟

4)机具特点。采用加装施肥装置的水稻精量穴直播机，在进行水稻旱直播精量穴播的同时进行深施基肥和浅施种肥作业，满足水稻种子在不同时期对肥料的需要，提高了播种精度和化肥利用率。

2 水稻机插同步深施肥技术及配套机具

2.1 水稻机插施肥技术

水稻机插秧种植模式是经过秧田准备、浸种催芽、播种育秧及机械插秧等一系列过程的栽培方式。一般适宜采取的施肥方式如下。

1)基肥。将水稻生长期中全氮量60%～70%，全磷量的100%和全钾量的60%～80%，作为基肥随整地作业一次性施入。基肥可进行定位深施(占总施肥量的70%～80%)。

2)追肥。水稻4.5～5.0叶龄时追施分蘖肥，施肥量为全生育期全氮量的20%～30%；孕穗初期追施全氮量的10%和全钾量的20%～40%，加速灌浆促早熟。

2.2 水稻机插同步深施肥配套机具

水稻插秧机可配装深施肥装置的机型主要有独轮驱动乘坐式和四轮驱动乘坐式两种类型插秧机。针对该机型分析两种水稻机插同步深施肥配套机具[2]。

2.2.1 独轮驱动乘坐式机插同步深施肥配套机具

独轮驱动乘座式插秧机在我国应用较多的机型是延吉插秧机厂生产的2ZT-9356型水稻插秧机，黑龙江省农业机械工程科学研究院牡丹江分院研发的机动水稻深施肥装置配装在该机上，机组在插秧作业时，可同步进行水稻侧深施肥作业[3]。

1)主要结构。水稻深施肥装置由机架、肥箱、排肥器总成、输肥管、驱动连杆、开沟器总成及起落机构等组成。

2)工作原理。插秧机作业时，驱动连杆将插秧机栽植臂的动力传递给排肥器摆臂，带动排肥轴旋转，实现排肥作业，肥料经过输肥管落到开沟器在水稻秧苗侧深部开出的肥沟中，由覆泥器把施有肥料的肥沟覆平。机组转弯、过埂时将起落机构升起。施肥深度调节，可将开沟器总成整体升降来调节。旋转排肥手轮，改变排肥轮槽的长短，实现排肥量大小的调节。

3)主要技术参数。排肥轮型式为外槽轮，排肥方式为单向回转，排肥量0～400 kg，施肥深度5 cm，施肥位置为苗侧5 cm，作业效率0.1～0.3 hm2·h-1。施肥机所用的肥料为颗粒直径在3～5 mm之间的水稻复合肥。

4)机具特点。采用加装深施肥装置的水稻插秧机，在插秧作业时，可同步将化肥定量准确地施到距秧苗等距、等深的水田中，满足水稻秧苗在不同时期对肥料的需要。水稻机插侧深施肥作业，具有节本、增效、减少环境污染等优点。

2.2.2 四轮驱动乘坐式机插同步深施肥配套机具

四轮驱动乘坐式机在我国应用较多的机型是日、韩进口或合资生产的四轮驱动乘坐式6行高速插秧机，黑龙江省农业机械工程科学研究院牡丹江分院研发的2ZF-6型水稻深施肥机是一种后置式配装该机型上的深施肥装置，机组在插秧作业时，可同步进行水稻侧深施肥作业[4]。

1)主要结构。该机主要由横梁、轴座、肥箱、排肥盒、六角轴、驱动挺杆总成、支撑立板总成、开沟器、覆泥板等零部件构成(图4)。其结构位置关系是：支撑立板安装于插秧机栽植臂齿轮箱上方，使用螺栓连接固定；肥箱托板、横梁、支撑立板三者通过螺栓连接、组装；轴座通过螺栓固定于横梁；驱动挺杆总成使用螺母固定于栽植臂侧板，与单向轴承、六角轴相连；六角轴穿过肥盒内排肥槽固定于两轴座内；肥盒与肥箱螺栓连接固定；肥箱通过螺栓连接固定于托板上方；肥管一端与肥盒底部连接，另一端插入开沟器尾部排肥槽内；排肥槽、覆泥板安装于插秧机船板底部。

1.横梁;2.轴座;3.肥箱;4.排肥盒;5.六角轴;6.驱动挺杆总成;7.支撑立板总成;8.开沟器;9.覆泥板

2)工作原理。插秧机作业时，栽植臂侧板驱动挺杆总成运动，挺杆总成推动凸轮往复运动，凸轮推动六角轴转动，六角轴带动排肥轮转动，实现排肥；肥料经肥管落入开沟器开出的沟槽内，覆泥板将肥料埋覆，完成施肥作业。

3)主要技术参数。该机与四轮驱动乘坐式高速6行插秧机底盘配套,配套动力8.5～11.4 kW，外形尺寸(长×宽×高)1 776 mm×259 mm×667 mm，施肥行数6行、行距300 mm，排肥器形式为外槽轮式，采用滑刀式开沟器、覆板式覆泥器，施肥方式为条施，施肥位置苗侧5 cm，肥量调节范围0～600 kg·hm-2，施肥深度50 mm、宽度20 mm，作业效率0.2～0.3 hm2·h-1。施肥机所用的肥料为颗粒直径在3～5 mm之间的水稻复合肥。

4)机具特点。机组作业时，施肥与插秧同步完成，施肥机可一次完成开沟、施肥、埋肥复式作业。工作效率高；设计安装了可拆卸式施肥盒，清肥方便、快捷；肥量调节手柄，调肥可靠。